用电化学方法结合谱学手段来模拟研究生物体内的某些重要生化反应，研究仿生界面上的电催化，揭示生物体内的物质代谢和能量转换，发展高灵敏度和高选择性的生化分析方法和生物分子器件的研究，已成为分析化学的重要前沿研究领域之一。 本论文将生物技术、纳米技术与电分析化学理论和方法有机地结合起来，应用多种材料在电极表面构建了仿生功能传感界面，发展了一系列电化学生物传感器。主要内容如下： 1．基于壳聚糖交联网状结构膜的葡萄糖生物传感器选用壳聚糖这种生物相容性较好的高聚物材料作为基底，直接与戊二醛交联形成网状结构包埋葡萄糖氧化酶(GOx)制成电化学生物传感器，这种壳聚糖交联膜不仅可以减小电极表面葡萄糖氧化酶的流失，而且为酶提供了适宜的微环境，从而保持了酶的活性。用红外光谱、紫外光谱及扫描电镜方法表征了壳聚糖交联膜和壳聚糖一葡萄糖氧化物酶共混膜的形态和性质。该传感器具有快速的电流响应，良好的稳定性和重现性，能选择性地催化葡萄糖并测定其浓度。该传感器的制备方法简单，成本低，于冰箱中放置两周信号仍保持在90％以上，对葡萄糖测量的线性范围为1×10<-5>至3.4×10<-3>mol·L<-1>，当信躁比为3：1时检测限为5×10<-6> mol·L<-1>。 2．基于明胶交联网状结构膜的过氧化氢生物传感器选用明胶这种生物相容性较好的高聚物材料作为基底材料，直接与甲醛交联形成网状结构包埋辣根过氧化物酶(HRP)制成电化学生物传感器。这种多孔的交联网状膜不仅可以增大HRP包埋量，而且为酶提供了适宜的微环境，从而保持了酶的活性。该传感器具有快速的电流响应，可以选择性地测定过氧化氢含量。该传感器的制备方法简单，成本低，对过氧化氢测量的线性范围为2.5×10<-5>至2.5×10<-3>mol·L<-1>，当信噪比为3：1时检测限为2.0×10<-6>mol·L<-1>。不过由于使用的是有机染料亚甲蓝作为媒介体，这种小分子的媒介体很容易透过明胶交联网络膜，脱离电极表面，使得电极的使用寿命不是很理想。 3.超声合成新型的有机染料—二氧化硅纳米复合物采用超声方法成功制备了一系列新型的有机染料/二氧化硅纳米复合物，并用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外(FTIR)光谱及紫外(UV-vis)光谱对其进行表征。结果表明，有机染料与SiO<,2>之间不是简单的静电吸附，而是发生了一定的键合作用，形成非常均匀的球状纳米复合物。并且该纳米复合物中有机染料的浓度较高，所得到的纳米复合物表面粗糙，不同于其它简单的二氧化硅球状结构。调节醇水比例可以控制得到不同尺寸及不同形貌结构的纳米复合物。 4.基于硫堇—二氧化硅纳米复合物媒介体构建稳定的过氧化氢生物传感器的电化学研究应用所制备的硫堇/二氧化硅纳米复合材料作为媒介体与辣根过氧化酶(HRP)共固定在交联明胶膜上从而构建了过氧化氢生物传感器。由于此纳米复合物不同于一般的二氧化硅球状结构，其表面粗糙，硫堇浓度较高，因此有利于酶的吸附及电子传递。所制备的生物传感器对过氧化氢(H<,2>O<,2>)表现出快速的安培响应及良好的稳定性，其对H<,2>O<,2>检测的线性范围为10 μmol/L-1.0 mmol/L，当信噪比为3：1时检测限为5.3 μmol/L。所制备的传感器在4℃保存一个月后，其活性仍保持初始状态。 5.基于亚甲蓝—二氧化硅纳米复合物媒介体构建稳定的过氧化氢生物传感器的电化学研究将所制备的亚甲蓝—二氧化硅纳米复合材料作为媒介体与辣根过氧化酶(HRP)共固定在交联明胶膜上从而构建了过氧化氢生物传感器。由于此纳米复合物不同于一般的二氧化硅球状结构，其表面粗糙，亚甲蓝浓度较高，因此有利于酶的吸附及电子传递。所制备的生物传感器对过氧化氢(H<,2>O<,2>)表现出快速的安培响应及良好的稳定性，其对H<,2>O<,2>检测的线性范围为10 μmol/L～1.2 mmol/L，当信噪比为3：1时检测限为4 μmol/L。所制备的传感器在4μ保存三个月后，其活性仍保持70％。 6.基于不同表面修饰硅纳米线(siNWs)构建葡萄糖生物传感器的电化学研究应用所制备的硅纳米线作为基质固定葡萄糖氧化物酶构建生物传感器。本文采用三种不同表面修饰的硅纳米线(SiNWs、HF处理后的SiNWs及表面羧基化SiNWs)固定吸附酶构建传感器。对比三种情况，结果表明表面羧基化的SiNWs所构建的电极表现出最高灵敏度。其对葡萄糖检测的线性范围为0.1 mmol/L～15mmol/L，当信噪比为3：1时检测限为0.01mmol/L。并且，这种电极的最佳pH值为6，与文献报道的溶液中葡萄糖氧化酶最佳活性点相一致，说明SiNWs能够为酶提供一个具有生物相容性的微环境。 7.基于DNA碱基对互补识别功能的金纳米粒子可控组装依据DNA碱基对互补识别功能，以DNA为模板组装金纳米粒子的二聚体和三聚体。并通过透射电镜(TEM)、凝胶电泳及紫外(UV-vis)光谱方法对其进行表征。本实验采用了先杂交和后杂交两种方法进行纳米粒子组装。结果表明，先杂交的产物不易沉积，可得到较理想的二聚体和三聚体。本实验又采用两种不同粒径的金纳米粒子进行组装，得到了特殊的环绕式聚集结构。